JPS6390861A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS6390861A JPS6390861A JP23654086A JP23654086A JPS6390861A JP S6390861 A JPS6390861 A JP S6390861A JP 23654086 A JP23654086 A JP 23654086A JP 23654086 A JP23654086 A JP 23654086A JP S6390861 A JPS6390861 A JP S6390861A
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Links
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Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置に関し、特に高い不純物濃度を有す
る■−■化合物半導体装置に関する。
る■−■化合物半導体装置に関する。
半導体装置における高濃度ドーピング層の形成は、半導
体デバイスの低抵抗化においてきわめて重要である。と
くに■−Ｖ族化合物半導体、特にガリウム砒素（以下Ｇ
ａＡｓという）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ではソ
ース抵抗の低減が特性向上に大きく役立つ。このＧａＡ
ｓのｎ型ドーパントとしては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓ、
Ｓｅ。
体デバイスの低抵抗化においてきわめて重要である。と
くに■−Ｖ族化合物半導体、特にガリウム砒素（以下Ｇ
ａＡｓという）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ではソ
ース抵抗の低減が特性向上に大きく役立つ。このＧａＡ
ｓのｎ型ドーパントとしては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓ、
Ｓｅ。
Ｔｅ等があるが、分子線エピタキシャル成長法等を用い
た高制御エピタキシャル成長では蒸気圧の低いＳｉがよ
く用いられる。
た高制御エピタキシャル成長では蒸気圧の低いＳｉがよ
く用いられる。
しかし、ＧａＡｓにＳｉを用いて高濃度ドーピングを行
なっても５〜８ Ｘ １．０１９ｃ ｍ−３程度以上に
電子濃度を高めることはできない。これ以上のドーピン
グを施しても、Ｓｉの場合Ｇａ原子に置換してドナーと
して働かず、Ａｓと置換しなり、Ｓｉと対をなしてしま
う。従って、Ｓｉ以外の不純１勿、例えばＳやＳｅ、Ｔ
ｅ等を用いてドーピングを施し、ｌＸｌ０１９ｃｍ””
程度まで高濃度にすることが可能であるが、高制御性の
要求される分子線エピタキシャル法などでは、それらは
蒸気圧の高いため使用できない。
なっても５〜８ Ｘ １．０１９ｃ ｍ−３程度以上に
電子濃度を高めることはできない。これ以上のドーピン
グを施しても、Ｓｉの場合Ｇａ原子に置換してドナーと
して働かず、Ａｓと置換しなり、Ｓｉと対をなしてしま
う。従って、Ｓｉ以外の不純１勿、例えばＳやＳｅ、Ｔ
ｅ等を用いてドーピングを施し、ｌＸｌ０１９ｃｍ””
程度まで高濃度にすることが可能であるが、高制御性の
要求される分子線エピタキシャル法などでは、それらは
蒸気圧の高いため使用できない。
本発明の目的は、このような問題点を解決し、ドーパン
トの種類やエピタキシャル成長法の制限を受けることな
く、より高濃度のドーピング層を形成することにより、
ＧａＡｓＦＥＴ等のソース抵抗の低減を可能にする半導
体装置を提供することにある。
トの種類やエピタキシャル成長法の制限を受けることな
く、より高濃度のドーピング層を形成することにより、
ＧａＡｓＦＥＴ等のソース抵抗の低減を可能にする半導
体装置を提供することにある。
本発明の構成は、第１の半導体層上にこの第１の半導体
層より高濃度のドーピング可能な第２の半導体層が設け
られ、さらにこの第２の半導体層上に前記第１の半導体
層と同じ格子定数を有する第３の半導体層が設けられた
半導体装置において、前記第２の半導体層の厚みを転位
が生じる最小の厚み未満としたことを特徴とする。
層より高濃度のドーピング可能な第２の半導体層が設け
られ、さらにこの第２の半導体層上に前記第１の半導体
層と同じ格子定数を有する第３の半導体層が設けられた
半導体装置において、前記第２の半導体層の厚みを転位
が生じる最小の厚み未満としたことを特徴とする。
本発明の構成によれば、第１の半導体上にこれより高濃
度ドーピング可能な第２の半導体層が設けられ、さらに
第２の半導体層上に第１の半導体層と同じ格子定数を有
する第３の半導体層を設けている。
度ドーピング可能な第２の半導体層が設けられ、さらに
第２の半導体層上に第１の半導体層と同じ格子定数を有
する第３の半導体層を設けている。
例えば、第１の半導体としてＧａＡｓ＝第２の半導体層
としてインジウムガリウム砒素（以下ＩｎＧａＡｓ）、
第３の半導体層としてＧａＡｓとし、各層にＳｉをドー
ピングを１．５Ｘ１０１９ｃｍ−３以上ドーピングした
場合、高濃度の電子を形成するがこのとき第２の半導体
層は格子整合していない。しかし、第２の半導体層の厚
みはある一定の厚さ以下であり、格子不整合による転位
の発生は生じない。Ｉ ｎＧａＡｓではドーピングの上
限は約１．５Ｘ １０１９ｃｍ−３で、ＧａＡｓの５〜
８Ｘ１０１８ｃｍ−２の約２倍であり、従来のようなＧ
ａＡｓのみの場合に比べて大幅に電子の濃度を高めるこ
とが可能となる。しかも、転位が発生しておらず界面準
位等の電子捕獲中心も生じない。
としてインジウムガリウム砒素（以下ＩｎＧａＡｓ）、
第３の半導体層としてＧａＡｓとし、各層にＳｉをドー
ピングを１．５Ｘ１０１９ｃｍ−３以上ドーピングした
場合、高濃度の電子を形成するがこのとき第２の半導体
層は格子整合していない。しかし、第２の半導体層の厚
みはある一定の厚さ以下であり、格子不整合による転位
の発生は生じない。Ｉ ｎＧａＡｓではドーピングの上
限は約１．５Ｘ １０１９ｃｍ−３で、ＧａＡｓの５〜
８Ｘ１０１８ｃｍ−２の約２倍であり、従来のようなＧ
ａＡｓのみの場合に比べて大幅に電子の濃度を高めるこ
とが可能となる。しかも、転位が発生しておらず界面準
位等の電子捕獲中心も生じない。
以下図面により本発明の詳細な説明する。実施例として
、ＧａＡｓ、インジウム組成が０．５のＩ ｎＧａＡｓ
よりなる半導体装置について説明をする。
、ＧａＡｓ、インジウム組成が０．５のＩ ｎＧａＡｓ
よりなる半導体装置について説明をする。
第１図は本発明の一実施例の断面図である。本実施例は
、ＧａＡｓ、インジウムの組成が０．５のＩ ｎＧａＡ
ｓの半導体装置を示し、第１の半導体層としてＳｉドー
プｎ型ＧａＡｓ１．第２の半導体層としてＳｉドープｎ
型１ ｎ ６５Ｇ ａ□、５ Ａｓ２．第３の半導体層
としてＳｉドープｎ型ＧａＡｓ３を用い、ＧａＡｓ基板
４上にエピタキシャル成長したものである。第３の半導
体層であるＧａＡｓ層３はさらに第１の半導体層に対応
し、その上に設けられたＩ ｎＧａＡｓ層２”さらにＧ
ａＡｓ層３′によって全体としていわゆる超格子構造を
形成している。エピタキシャル法は分子線エピタキシャ
ル法を用いて、ＧａＡｓ層１．３の膜厚は８０オングス
トローム、ドーピングレベルは７．５Ｘ １０１８ｃｍ
−３、Ｉ ｎＧａＡｓ層２の膜厚は４０オンゲスＩ〜ロ
ーム、ドーピングレベルは１− ５Ｘ１０１９ｃｍ−３
とした。
、ＧａＡｓ、インジウムの組成が０．５のＩ ｎＧａＡ
ｓの半導体装置を示し、第１の半導体層としてＳｉドー
プｎ型ＧａＡｓ１．第２の半導体層としてＳｉドープｎ
型１ ｎ ６５Ｇ ａ□、５ Ａｓ２．第３の半導体層
としてＳｉドープｎ型ＧａＡｓ３を用い、ＧａＡｓ基板
４上にエピタキシャル成長したものである。第３の半導
体層であるＧａＡｓ層３はさらに第１の半導体層に対応
し、その上に設けられたＩ ｎＧａＡｓ層２”さらにＧ
ａＡｓ層３′によって全体としていわゆる超格子構造を
形成している。エピタキシャル法は分子線エピタキシャ
ル法を用いて、ＧａＡｓ層１．３の膜厚は８０オングス
トローム、ドーピングレベルは７．５Ｘ １０１８ｃｍ
−３、Ｉ ｎＧａＡｓ層２の膜厚は４０オンゲスＩ〜ロ
ーム、ドーピングレベルは１− ５Ｘ１０１９ｃｍ−３
とした。
このような構造において、ホール測定によって得られた
電子濃度は約ｌＸｌ０１９ｃｍ−３となり、はぼドーピ
ングした不純物が活性化していることが判明した。
電子濃度は約ｌＸｌ０１９ｃｍ−３となり、はぼドーピ
ングした不純物が活性化していることが判明した。
第２図は本発明の他の実施例の断面図で、第１の半導体
層としてノンドープＧａＡｓ層５．第２の半導体層とし
てＳｉのみの照射によるドーピング層９を含む膜厚４０
人のＩ ｎ ｏ、ｓ Ｇ ａｏ、５ Ａ ｓ層６、さら
に第３の半導体層としてＧａＡｓ層７をＧａＡｓ基板４
上にエピタキシャル成長した結晶断面を示したものであ
る。薄層は分子線エピタキシャル法を用いＳｉをドーピ
ングするときは砒素分子線のみを基板に照射しながら行
なった。
層としてノンドープＧａＡｓ層５．第２の半導体層とし
てＳｉのみの照射によるドーピング層９を含む膜厚４０
人のＩ ｎ ｏ、ｓ Ｇ ａｏ、５ Ａ ｓ層６、さら
に第３の半導体層としてＧａＡｓ層７をＧａＡｓ基板４
上にエピタキシャル成長した結晶断面を示したものであ
る。薄層は分子線エピタキシャル法を用いＳｉをドーピ
ングするときは砒素分子線のみを基板に照射しながら行
なった。
このような構造においてホール測定によって得られた最
大シート電子濃度は単にガリウム砒素に同様にドーピン
グした場合の１．２倍以上とドーピングレベルの向上が
みられた。
大シート電子濃度は単にガリウム砒素に同様にドーピン
グした場合の１．２倍以上とドーピングレベルの向上が
みられた。
これら各実施例では、第１の半導体層にＧ ａ ＡＳ、
第２の半導体層にＩ ｎＧａＡｓ層、第３の半導体層に
ＧａＡｓ層を用いドーパントとしてＳｉを用いて形成す
る場合を例示したが、他の結晶、例えば第１の半導体層
にインジウムリン（ＩｎＰ）を用いた場合、第２の半導
体層にガリウムアンチモン（Ｇ ａ Ｓ ｂ ）インジ
ウムアンチモン（ＩｎＳｂ）、さらに■−■化合物混晶
であっても又他の不純物を用いても又他の結晶成長法で
あっても同様に適切な不純物、適切な成長条件を施して
任意に変更してもよい。
第２の半導体層にＩ ｎＧａＡｓ層、第３の半導体層に
ＧａＡｓ層を用いドーパントとしてＳｉを用いて形成す
る場合を例示したが、他の結晶、例えば第１の半導体層
にインジウムリン（ＩｎＰ）を用いた場合、第２の半導
体層にガリウムアンチモン（Ｇ ａ Ｓ ｂ ）インジ
ウムアンチモン（ＩｎＳｂ）、さらに■−■化合物混晶
であっても又他の不純物を用いても又他の結晶成長法で
あっても同様に適切な不純物、適切な成長条件を施して
任意に変更してもよい。
以上説明したように、本発明は、格子定数の異なる半導
体を用いるにも拘らず半導体層の厚みを薄くすることに
より、転位発生を抑え、格子整合のとれた半導体を用い
る場合に比べてより高濃度ドーピング層を形成でき、こ
れを用いた半導体デバイスにおいてたとえば寄生抵抗の
低減を可能にするという利点があり、従来に比較して半
導体素子の性能向上を図ることができる。
体を用いるにも拘らず半導体層の厚みを薄くすることに
より、転位発生を抑え、格子整合のとれた半導体を用い
る場合に比べてより高濃度ドーピング層を形成でき、こ
れを用いた半導体デバイスにおいてたとえば寄生抵抗の
低減を可能にするという利点があり、従来に比較して半
導体素子の性能向上を図ることができる。
第１図及び第２図は本発明の第１および第２の実施例の
半導体装置の構造を示す断面図である。 １．３．３’−−・Ｓｉドープｎ型ＧａＡｓ、２゜２’
−−−Ｓｉドープｎ型Ｉ ｎＧａＡｓ、４−Ｇ ａ Ａ
Ｓ基板、５，７・・・ノンドープＧａＡｓ、６・・・ノ
ンドープＩ ｎＧａＡｓ、９−３ ｉドーピング層。 代理人 弁理士 内 原 −１ 〜
半導体装置の構造を示す断面図である。 １．３．３’−−・Ｓｉドープｎ型ＧａＡｓ、２゜２’
−−−Ｓｉドープｎ型Ｉ ｎＧａＡｓ、４−Ｇ ａ Ａ
Ｓ基板、５，７・・・ノンドープＧａＡｓ、６・・・ノ
ンドープＩ ｎＧａＡｓ、９−３ ｉドーピング層。 代理人 弁理士 内 原 −１ 〜
Claims (1)
- 第１の半導体層上にこの第１の半導体層よりも高濃度
のドーピング可能な第２の半導体層が設けられ、さらに
この第２の半導体層上に前記第１の半導体層と同じ格子
定数を有する第３の半導体層が設けられた半導体装置に
おいて、前記第２の半導体層の厚みを転位が生じる最小
の厚み未満としたことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23654086A JPS6390861A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23654086A JPS6390861A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6390861A true JPS6390861A (ja) | 1988-04-21 |
Family
ID=17002183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23654086A Pending JPS6390861A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6390861A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH023960A (ja) * | 1988-06-20 | 1990-01-09 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体装置 |
| JPH03136250A (ja) * | 1989-09-19 | 1991-06-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | ＧａＡｓ電界効果トランジスタ |
| US5091759A (en) * | 1989-10-30 | 1992-02-25 | Texas Instruments Incorporated | Heterostructure field effect transistor |
| US5206527A (en) * | 1990-11-09 | 1993-04-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Field effect transistor |
-
1986
- 1986-10-03 JP JP23654086A patent/JPS6390861A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH023960A (ja) * | 1988-06-20 | 1990-01-09 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体装置 |
| JPH03136250A (ja) * | 1989-09-19 | 1991-06-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | ＧａＡｓ電界効果トランジスタ |
| US5091759A (en) * | 1989-10-30 | 1992-02-25 | Texas Instruments Incorporated | Heterostructure field effect transistor |
| US5206527A (en) * | 1990-11-09 | 1993-04-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Field effect transistor |
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